zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 3 - Nguyễn Quang Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:136

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3 - Mạch từ, hỗ cảm, máy biến áp, của bài giảng "Cơ sở kỹ thuật điện" trình bày về mạch từ, hiện tượng hỗ cảm và nguyên lý hoạt động của máy biến áp. Nội dung bao gồm cách phân tích mạch từ, hệ số liên kết từ, phương trình hỗ cảm, và các thông số đặc trưng của máy biến áp một pha và ba pha. Bài giảng giúp người học nắm vững kiến thức nền tảng quan trọng trong kỹ thuật điện, phục vụ cho việc nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế công nghiệp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 3 - Nguyễn Quang Nam

Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Chương 3: MẠCH TỪ - HỖ CẢM – MÁY BIẾN ÁP • Mạch từ . ➢Các định luật điện từ. ➢Quan hệ B(H). ➢Định luật Ohm, Kirchoff trong mạch từ. ➢Mạch từ tương đương. ➢Ví dụ • Hỗ cảm • Máy biến áp BMTBD-CSKTĐ-PVLong 1 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Các định luật điện từ ➢ Ứng dụng lý thuyết trường điện từ vào hệ thống biến đổi năng lượng điện cơ ➢ Khảo sát chủ yếu hệ thống trường từ ➢ Áp dụng các phương trình Maxwell dạng tích phân Định luật Ampere  C H • dl =  J f • n da S Định luật Gauss (Bảo toàn từ thông)  S B • n da = 0 B Định luật Faraday C E • dl = − S t • n da Định luật bảo toàn điện tích  S J f • n da = 0 BMTBD-CSKTĐ-PVLong 2 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Các định luật điện từ  Các định luật giải mạch từ:  C H • dl =  J f • n da S Định luật toàn phần dòng điện  S B • n da = 0 Định luật bảo toàn từ thông Quan hệ B-H: B = H Từ các định luật trên xây dựng các định luật Ohm và định luật Kirchhoff nút (KCL) và vòng (KVL) đối với mạch từ.  Giải quyết các vấn đề điện và từ trong thiết bị từ tĩnh (không có phần tử chuyển động) Ví dụ: cuộn cảm, máy biến áp BMTBD-CSKTĐ-PVLong 4 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Các định luật điện từ  Trường từ trong Thiết Bị Từ Tĩnh Từ trường được biểu diễn bằng các đường từ thông hay đường sức từ khép kín. Cảm ứng từ B tiếp xúc với đường này. Dùng la bàn có thể biết hướng của từ trường tại một điểm bất kỳ.  Mạch từ là tập hợp tất cả vật chất và môi trường nằm trên đường cong khép kín của từ thông BMTBD-CSKTĐ-PVLong 5 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Đường cong B(H) của vật liệu sắt từ (Đặc tính từ hóa của vật liệu sắt từ) Quan hệ B(H) của vật liệu sắt từ có đặc tính: bão hòa và từ trễ - Bão hòa - Từ trễ  Tổn hao Vòng từ trễ hẹp Đặc tính B(H) đồng nhất BMTBD-CSKTĐ-PVLong 8 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Đường cong B(H) của vật liệu sắt từ (Đặc tính từ hóa của vật liệu sắt từ) Quan hệ B(H) của vật liệu sắt từ có đặc tính: bão hòa và từ trễ Vòng từ trễ hẹp  C Khi mạch từ làm việc ở đoạn chưa bão hòa  có thể xem quan hệ B(H) là tuyến tính B  tuyến tính hoá đoạn đặc tính làm việc: r  const A Tuyến tính hóa từng đoạn chính B=0H xác hơn - Mỗi đoạn có giá tri r tương ứng Đối với vật liệu phi từ tinh như: đồng, nhôm, vật liệu cách điện, không khí… có thể xem r  1 B = 0 H BMTBD-CSKTĐ-PVLong 9 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Quan hệ B(H) (Đặc tính từ hóa) B =  H = 0  r H -  : Độ từ thẩm phụ thuộc vào cường độ từ trường ngoài đặt vào: μ= μ(H) - 0 : Hằng số từ hay độ từ thẩm môi trường chân không Trong hệ đo lường SI: 0 = 4π x 10-7 H/m - r : Độ từ thẩm tương đối, r =  / 0 . phụ thuộc vào cường độ từ trường ngoài đặt vào: r = μr(H) r  (vài chục đến vài chục ngàn)  Xem B là hàm tuyến tính của H thì  (hoặc r ) bằng hằng số (Mạch từ chưa bão hòa) BMTBD-CSKTĐ-PVLong 10 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Quan hệ B(H) (Đặc tính từ hóa) BMTBD-CSKTĐ-PVLong 11 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Cánh chỏ đường cong từ hóa B(H) B(T) H (Avòng/m)  Xem B là hàm tuyến tính của H thì  (hoặc r ) bằng hằng số tuyến tính (Mạch từ chưa bão hòa)  là hằng số BMTBD-CSKTĐ-PVLong 12 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Vật liệu từ - Từ trễ và bão hòa Vật liệu từ μr >1 - Nhiệt độ Curie Vật liệu từ mềm Vật liệu từ cứng Dễ từ hóa, dễ khử từ Khó khử từ, khó từ hóa (NCVC) BMTBD-CSKTĐ-PVLong 13 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Vật liệu từ Vật liệu từ mềm  Sắt non  Tole Silic (Thép lá KTĐ): Fe + Silic(110%) +… Từ tính tốt  Hợp kim permalloy : 20% sắt và 80% Nikel, μr khoảng 100.000 Tần số không cao Molybdenum permalloy: 81% nickel, 17% iron và 2% molybdenum.  Vật liệu gốm ferrit mềm: chế tạo đơn giản, độ bền cao, Tần số cao điện trở suất rất cao giảm tổn hao xoáy  sử dụng ở tần số cao MHz Từ tính không tốt Kí hiệu chung: MO.Fe2O3 Ví dụ: Ferrit MnZn, Ferrit NiMn Oxid sắt Oxid kim loại khác có hóa trị 2: Nikel, Mangan, kẽm  Vật liệu từ mềm nano tinh thể (Nanocrytalline materials) ví dụ Fe73,5Si13,5B9Nb3Cu1 Độ từ thẩm μr có thể đạt tới vài trăm ngàn Có từ độ bão hoà cao tới 1,2-1,5T. Tổn hao trễ cực nhỏ Có điện trở suất cao hơn của kim loại tới vài bậc, do đó giảm thiểu tổn hao xoáy và cho phép sử dụng ở tần số cao (tới kHz thậm chí tới MHz). BMTBD-CSKTĐ-PVLong 14 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Định luật Ohm Khảo sát 1 mạch từ (lõi thép) đối xứng hình vòng xuyến, quấn rải đều N vòng dây i lc 1. Ac: tiết diện (cắt ngang mạch từ vuông góc với từ thông) Ro: bán kính trong ; R1: bán kính ngoài R1 R: bán kính trục lõi (bán kính trung bình) , R1 – Ro
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Định luật Ohm Khảo sát 1 mạch từ (lõi thép) đối xứng hình vòng xuyến, quấn rải đều N vòng dây lc i Ac: tiết diện (cắt ngang mạch từ vuông góc với từ thông) ro: bán kính trong ; r1: bán kính ngoài r: bán kính trục lõi (bán kính trung bình) , r1 – ro
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Định luật Ohm  Định luật Ohm trong mạch từ Vật dẫn điện F  Ni = .Rc Rc l  Mạch từ tương đương Ni: sức từ động (magneto motive force (mmf)), I S còn ký hiệu là F (A.vòng) Điện trở l lc R= Rc = : từ trở mạch từ (reluctance). (1/H) S  Ac G= 1/Rc : từ dẫn mạch từ (permeance). (H) Vật dẫn từ  = BAc: từ thông (flux) chạy trong mạch từ. (Wb) lc  B: từ cảm (chính là mật độ từ thông). (Wb/m2), (T)  Um = .Rc = Ni = H.l : từ áp. Ac c (A.vòng) Từ trở R = lc Sức từ động F=Ni là nguồn sinh ra từ thông  chạy khép kín trong mạch từ có từ trở R  Ac  Ta có mạch từ tương đương như trong mạch điện BMTBD-CSKTĐ-PVLong 22 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Định luật vòng Kirchoff (KVL) Ni = .R  Định luật KVL đối với mạch từ n m  N i +  R p =1 p p k =1 k k =0 Đối với một mạch vòng khép kín trong mạch từ, tổng đại số các từ áp rơi trên mạch vòng đó và các sức từ động là bằng không BMTBD-CSKTĐ-PVLong 23 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Định luật nút Kirchoff (KCL) Xét mạch từ hình E Trụ giữa được quấn N vòng dây và có dòng điện i chạy qua Sức từ động Ni sinh ra các từ thông a, b và c chạy khép kín trong mạch từ. S a c Áp dụng định luật Gauss cho mặt kín S b bao quanh phần giao của ba trụ lõi thép ii b - a -c = 0 hay b = a + c → Định luật nút Kirchoff (KCL) đối với mạch từ n  i =1 i =0 Đối với một nút bất kỳ trong mạch từ: tổng đại số các từ thông đi vào đi ra khỏi nút bằng không BMTBD-CSKTĐ-PVLong (TCBinh edited 2016) 24
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Mạch từ tương đương.  Xét vòng xuyến từ Tiết diện Ag g: viết tắt gap khe hở kk có khe hở không khí c : viết tắt core, lg lõi thép lc Tiết diện Ac 1. Áp dụng định luật Ampere 2. Áp dụng định luật KVL  Xây dưng mạch tương đương  H c lc Ni =  ( Rg + Rc )  n lg Rg =  Hili = Ni i =1 Ni H g lg 0 Ag Rc Rg lc Rc = Bg Bc  Ac → Ni = H g lg + H clc = lg + lc Ag = ? F = Ni 0  r 0 BMTBD-CSKTĐ-PVLong Ac = ? 25 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Acore Từ thông tản Agap  Acore BMTBD-CSKTĐ-PVLong Từ thông rò 26 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Từ trường rò leakage Từ trường tản fringing Agap  Acore Ag = kAc k 1 BMTBD-CSKTĐ-PVLong 27 (TCBinh edited 2016)
Chương 3: Mạch từ - Hỗ cảm - MBA Mạch từ tương đương. Sự tương tự giữa mạch từ và mạch điện Mạch từ Mạch điện c F I E F Rc c = E R I= Rc R MẠCH TỪ MẠCH ĐIỆN Đại lượng Ký hiệu Thứ nguyên Đại lượng Ký Thứ nguyên (Đơn vị) hiệu (Đơn vị) Sức từ động Ni hoặc F A.vòng Sức điện động e V Từ áp Um A.vòng Điện áp U V Từ thông  Wb Dòng điện I A Mật độ từ thông B [Wb/m2] , [T] Mật độ dòng điện J A/m2 Độ từ thẩm μ [Wb/A.vòng.m], H/m Điện dẫn suất 1/ρ m/ Từ trở Rm [A.vòng/Wb], [1/H] Điện trở R  Từ dẫn Pm H Điện dẫn G 1/ Tổng trở từ Zm 1/H Tổng trở Z  Cường độ từ trường BMTBD-CSKTĐ-PVLong H A.vòng/m Điện trường E V/m 29 (TCBinh edited 2016)

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2438 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.